Efisica

A molécula da amônia

A molécula de amônia, $NH_{3}$, é formada por três átomos de hidrogênio e um de nitrogênio, dispostos nos vértices de uma pirâmide, como mostra a figura. Esta molécula pode ser excitada de muitos modos: pode ser posta a girar, por exemplo, em torno de um eixo passando pelo nitrogênio e perpendicular à base oposta, que é um eixo de simetria, ou pode-se também excitar seus muitos modos normais de vibração. Aqui vamos considerar uma transição que é particularmente interessante porque não pode existir classicamente. Na física clássica, as duas configurações exibidas acima só podem se transformar uma na outra por rotação da molécula. Na mecânica quântica, porém, o nitrogênio pode tunelar para o outro lado, uma transição que não pode existir classicamente. Como problema análogo, considere o poço duplo mostrado na figura abaixo. Para energia s como $E_{0}$, classicamente, o problema se reduz a um único poço. Ou seja, para energia inferiores a $V_{m}$, classicamente, temos dois poços independentes. Se o potencial for simétrico, teremos os mesmos níveis de energia de um de do outro lado da barreira.

Na mecânica quântica, porém, existe o tunelamento entre os dois poços. Em conseqüência disso, os níveis de energia individuais dos poços deixarão de existir, e aparecerão níveis do poço duplo.

Henrique Fleming 2003

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